Por Tom Kingham, director de ingeniería de soluciones de CyrusOne
El “enfriamiento” se ha convertido en un tema candente dentro de la industria de los centros de datos, y los métodos de enfriamiento eficientes desempeñan un papel técnico importante en la sostenibilidad.
Cuando los centros de datos se enfrían adecuadamente, esto extiende drásticamente la vida útil de los componentes informáticos y de almacenamiento. Las clasificaciones de distribución eléctrica y cableado incluyen la temperatura, por lo que cuando elementos como electroductos, barras colectoras y cables eléctricos no se enfrían y viven a temperaturas más altas, se debe reducir su potencia. Esto puede significar que se requieren componentes más grandes o adicionales, y los procesos para transportar e instalar estas adiciones aumentan aún más las emisiones de carbono, lo que puede afectar a los objetivos de sostenibilidad.
Refrigeración y consumo de agua
La mayoría de las tecnologías de refrigeración de centros de datos impactan el medio ambiente a través de las emisiones de carbono y el consumo de agua. Con métodos tradicionales ampliamente utilizados, es posible disminuir la efectividad del uso de energía (PUE) y, por lo tanto, el carbono emitido por la producción de electricidad tradicional al evaporar el agua para enfriar.
Dado que el precio del agua es especialmente bajo para fines de refrigeración, esta solución se convierte en una opción económica para muchos en la industria. Sin embargo, el enfriamiento por evaporación elimina millones de litros de agua de la cuenca y descarga aguas residuales con contaminantes altamente concentrados al sistema de tratamiento local.
El consumo excesivo de agua, especialmente en algunas regiones afectadas por la sequía, puede tener un impacto ambiental más significativo que las emisiones de carbono, ya que el cambio climático está disminuyendo la disponibilidad de agua en muchos lugares. Se debe conservar el agua escasa para las comunidades locales, la agricultura y la vida silvestre que no pueden sobrevivir sin ella. Con la creciente disponibilidad de energía renovable y el uso de refrigeración sin agua, es posible enfriar los centros de datos de forma más sostenible y eficiente de una manera que no contribuya al cambio climático ni a la escasez de agua en los próximos años.
Definiendo eficiencia
Si desea saber cuál es la tecnología de refrigeración más eficiente (y, por tanto, sostenible), primero debe definir el término "eficiencia".
En la mayoría de los casos, el término se refiere a la eficiencia energética (a través de PUE), que en sí misma es buena, pero la eficiencia energética a menudo se logra mediante el consumo de agua con tratamiento adicional e impactos al alcantarillado.
El agua se vuelve “invisible” para el cálculo de la eficiencia energética, lo que hace que métodos como el enfriamiento por evaporación sean extremadamente ineficientes en términos de agua, a pesar de ser tremendamente eficientes energéticamente para reducir el PUE. Para adoptar una visión holística de la sostenibilidad en la refrigeración de los centros de datos, debemos considerar todos los impactos ambientales.
En muchas situaciones, los economizadores, también conocidos como “enfriamiento gratuito”, parecen ser una tecnología eficiente, ya que aprovechan el aire exterior frío para eliminar el calor de las salas de datos, lo que requiere muy poca energía y ningún consumo de agua. Pero este método sólo funciona cuando las temperaturas exteriores son lo suficientemente frías. En consecuencia, esta no puede ser la única fuente de enfriamiento, lo que crea limitaciones a pesar de sus impactos positivos en la sostenibilidad.
Tecnología de refrigeración: ¿Qué hay disponible?
Una tecnología de enfriamiento eficaz es un sistema de agua enfriada de circuito cerrado que utiliza enfriadores de bajo consumo. A través de un modelado extenso, este sistema proporciona suficiente enfriamiento con el menor uso de electricidad posible y solo usa una cantidad inicial de agua para cebar el sistema. En los meses más fríos, todo o parte del enfriamiento se puede proporcionar sin hacer funcionar los compresores de refrigerante. Cuando se combina con electricidad renovable, este sistema produce emisiones de carbono insignificantes y solo pequeñas cantidades provienen del uso ocasional de un generador de respaldo y de la pérdida de refrigerante. No consume agua adicional y utiliza una pequeña cantidad de electricidad. Por lo tanto, es eficiente en carbono, energía y agua.
Además, existen varios métodos de refrigeración que se pueden implementar a nivel de rack según la aplicación.
El enfriamiento por inmersión, que a menudo se implementa en espacios de muy alta densidad, es muy eficiente, pero tiende a tener un precio elevado y requiere componentes eléctricos especializados. El aire a través de un piso elevado presurizado es el método más flexible y puede servir para aplicaciones de baja, media y algunas de alta densidad. La refrigeración de habitaciones inundadas, que normalmente se implementa en entornos con piso no elevado, puede soportar una densidad ligeramente mayor que su contraparte de piso presurizado sin preocuparse por la carga del piso. Sin embargo, tiene limitaciones de diseño. La refrigeración no es una mentalidad única que se adapte a todos, por lo que elegir el método correcto puede maximizar la eficiencia del centro de datos.
En definitiva, los enfriadores por aire en un circuito cerrado brindan eficiencia y máxima flexibilidad sin gravar el agua o las aguas residuales, creando así una huella más sostenible. Esta solución sigue siendo lo suficientemente flexible como para adaptarse al cambio futuro hacia la refrigeración por inmersión o la refrigeración de líquido a chip.
Diseño de centro de datos con el tamaño adecuado
Además de variar los métodos de refrigeración, los centros de datos también pueden lograr eficiencia y sostenibilidad mediante un diseño del centro de datos del tamaño adecuado. El tamaño correcto junto con una distribución de refrigeración adecuada conduce al mayor nivel de eficiencia. Es un área donde los operadores de centros de datos y los sistemas de gestión de edificios previenen y resuelven desajustes en el suministro y devuelven las temperaturas del aire y el agua a niveles normales. Los operadores monitorean constantemente los sistemas del centro de datos y trabajan para brindar el entorno más eficiente sin sacrificar la confiabilidad. Es por eso que el tamaño correcto y la distribución adecuada de la refrigeración representan otra estrategia dentro del impulso hacia la eficiencia.
Mayor resiliencia y ahorro de costos
Además de las mejoras generales en materia de sostenibilidad, otros dos beneficios principales para los centros de datos que invierten en tecnología de refrigeración eficiente son una mayor resiliencia y un ahorro de costes. Los beneficios del ahorro de costos son evidentes. La electricidad es cara, por lo que cuanto menos la uses, más ahorrarás. Sin embargo, no puede ser a costa de un uso excesivo del agua.
Desde el punto de vista del riesgo, una escasez de agua podría cerrar por completo una instalación que depende de la evaporación del agua para enfriarse. Dado que el tiempo de actividad es crucial para cualquier proveedor de centros de datos, es importante priorizar la resiliencia sobre el ahorro de costos. Al trabajar para eliminar el enfriamiento por evaporación que no utiliza agua en favor de enfriadoras por aire, particularmente en regiones con alto estrés hídrico, se puede mejorar la resiliencia al cambio climático y las perturbaciones relacionadas con el clima.
Como desarrolladores y operadores de centros de datos, debemos considerar el futuro al tomar decisiones sobre la construcción y refrigeración de nuestros centros de datos. Los centros de datos están diseñados para funcionar durante décadas y cada vez está más claro que las condiciones ambientales, económicas y regulatorias que existen hoy cambiarán.
El agua puede ser barata y abundante hoy en día, pero no nos protege de la escasez dentro de una década. Puede que la electricidad renovable no esté en la agenda de todos, pero un impuesto al carbono provocaría un aumento de los precios de la electricidad, y los acuerdos actuales sobre energías renovables a largo plazo podrían ahorrar millones en el futuro. Nuestras mejores oportunidades residen en analizar tendencias y encontrar formas de prepararnos para resultados probables que mejoren la resiliencia y preparen nuestros centros de datos para el futuro.
Con el tiempo, más operadores de centros de datos recurrirán a tecnologías de refrigeración eficientes que protejan sus operaciones de averías de equipos y también de futuras amenazas del cambio climático. Debemos planificar el futuro y continuar implementando tecnologías de refrigeración eficientes en los centros de datos que operamos.